جستجوی مقالات مرتبط با کلیدواژه « Biodiesel » در نشریات گروه « مکانیک »
تکرار جستجوی کلیدواژه « Biodiesel » در نشریات گروه « فنی و مهندسی »-
The experimental investigation aimed to determine how the use of biodiesel derived from dill and cresson oil affected the performance of semi-industrial burners. Furthermore, an investigation will be conducted to assess the combustion properties of different blends of biodiesel, specifically B10, B20, B40, and B60. The study looks at biodiesel's chemical makeup, physical properties, and how it works in the system that moves it to the burner and the burner simulator's burning process. Biodiesel exhibits comparable qualities to conventional diesel oil, enabling the possibility of blending it to achieve the desired ratio. The results suggest that increasing the percentage of biodiesel leads to a reduction in flame distance and a rise in flame temperature. Furthermore, the complete combustion of the fuel is responsible for the brilliant and transparent flame. Additionally, using dill and Cresson fuels that come from biodiesel raises the average flame temperature by about 17% and 16.1%, respectively, compared to regular diesel fuel.Keywords: Industrial Boiler, Renewable Energy, Biodiesel, Emission, Flame}
-
Strict emission regulations together with reducing fossil fuels resources lead to more attention on new combustion strategies and alternative fuels such as biodiesel which is renewable, environmentally friendly and more cost-effective than other fuels. In this study, CONVERGE CFD software coupling with chemical kinetics mechanism is used to numerically investigation of natural gas (NG)/biodiesel dual fuel engine. The discussed biodiesel consists of 25% methyl decanoate (MD), 25% methyl-9-decanoate (MD9D) and 50% diesel. A comparative study of NG/diesel and NG/biodiesel fueled cases is performed to highlight the combustion characteristics of biodiesel. For all simulated cases, it is supposed that 5% of energy is supplied by high reactive fuel (i.e., Diesel or Biodiesel) and 95% is coming with low reactive fuel (i.e., Natural Gas). Results revealed that in full load condition, using biodiesel/NG led to 86% lower carbon monoxide (CO) and 91% unburned hydrocarbons (UHC). On the other hand, peak pressure and maximum in-cylinder temperature increased 5% and 83 K, respectively which led to 0.6% efficiency improvement. according to the results of different injection timing, when it was advanced from -4 to -20 crank angle degree after top dead center (CAD ATDC) for biodiesel/NG and diesel/NG, the indicated mean effective pressure (IMEP) and gross thermal efficiency (GTE) reached at their peaks 18.3 bar and 48.2% at -12 CAD ATDC, 18.05 bar and 47.7% at -8 CAD ATDC respectively.Keywords: Dual Fuel, NG, Biodiesel, NG, Diesel, Numerical Simulation, Injection Timing}
-
Biodiesel, derived from biomass, offers significant environmental advantages by reducing CO2 and CO emissions and promoting energy self-sufficiency. Currently, biodiesel remains limited to DG sets used by a small number of farmers in India, with minimal adoption in the transportation sector. Numerous challenges impede biodiesel's acceptance. This research focuses on identifying challenges connected to India's biofuel policy, supply chain inefficiencies, and vehicle technology. In terms of cultivation, land management, and the delivery of high yielding varieties to farmers, biofuel policies have failed to encourage indigenous feedstock. Instead, the Biofuel Policy 2022 encourages the imported palm oil sterain. Inconsistencies in the supply chain caused by policies impair the cost effectiveness of biodiesel. Diesel engines in automobiles have compatibility concerns owing to corrosiveness and high fuel consumption due to the fuel's low calorific value. Furthermore, biodiesel causes substantial NOx emissions. This study offers policy-level solutions, such as encouraging the production of domestic feedstocks through efficient management of wastelands. In this approach, farmers may receive high yielding seeds at a reduced cost until the industry is self-sufficient. In addition, Policy Linked Incentive (PLI) scheme can be given to biodiesel producers. A policy like ethanol blending can also be implemented. The biodiesel supply chain, like that of Germany, the United States, Malaysia, and Indonesia, must be optimized. For the technological challenges in diesel engines, the government must use policy intervention, to incorporate engine components suitable for biodiesel, as well as upgrade diesel engines by calibrating electronic control units and with exhaust gas recirculation systems.
Keywords: Biodiesel, Diesel, Sustainable, Renewable, Fuel} -
انتشارات مضر احتراق سوخت های فسیلی محققان را تشویق می کند تا سوخت های جایگزین مانند بیودیزل را مطالعه کنند. البته آنالیز آلایندگی مشکل اصلی برای انتخاب سوخت مناسب است. بنابراین، در این مطالعه، یک موتور دیزل دوگانه سوز برای رویکردهای ارزیابی عملکرد و چرخه حیات محیطی مورد بررسی قرار گرفته است. علاوه بر این، مخلوطی شامل بیودیزل مشتق از روغن آفتابگردان با افزودنی بیواتانول 3، 5 درصد و 7 درصد و بیوگاز خالص در کسری 50 تا 80 درصد به عنوان سوخت در فرآیند احتراق تهیه می شود. بر این اساس، در این تحقیق هشت نمونه سوخت تهیه و به همراه سوخت دیزل (به عنوان سوخت شاهد) مورد مطالعه قرار گرفته است. تمام مراحل از تولید نهاده تا احتراق نمونه های سوخت شامل استخراج روغن از دانه های آفتابگردان، تولید بیودیزل و بیواتانول و تولید گازطبیعی مشتق شده از بیوگاز خالص در ارزیابی چرخه حیات به طور جامع، به عنوان یک موضوع جذاب و ابتکاری در نظر گرفته می شود. این نمونه ها در یک موتور دوگانه سوز تحت احتراق قرار گرفتند. نتایج نشان می دهد که نمونه سوخت B5 و 3 درصد از افزودنی بیواتانول در عملکرد موتور و آلایندگی اگزوز بهترین ها هستند. علاوه بر این، شرایط بهتری هم در عملکرد موتور و هم در آلاینده های اگزوز در حداقل نرخ کسر گازطبیعی (50٪) به دست آمد. ارزیابی چرخه حیات جامع مزرعه تا احتراق نشان می دهد که ترکیب سازگار با محیط زیست با شاخص های عملکرد قابل قبول متعلق به B5E7 با 50% کسر گازطبیعی در بار کامل موتور است.کلید واژگان: بیواتانول, بیودیزل, بیوگاز, موتور دیزل, ارزیابی چرخه حیات}The investigation of alternative fuels, such as biodiesel, have been prompted by the detrimental emissions resulting from the combustion of fossil fuels. Undoubtedly, the primary concern in fuel selection lies in the examination of emissions. Hence, the present study aims to examine the performance and environmental life cycle assessment methodologies of a dual fuel diesel engine. Furthermore, a fuel blend is made by combining biodiesel sourced from sunflower oil with varying concentrations of bioethanol (3%, 5%, and 7%) and pure biogas, with a percentage ranging from 50% to 80%. This fuel blend is intended for use in the combustion process. In this study, a total of eight fuel samples were meticulously produced and subsequently examined, alongside diesel fuel which served as the control fuel. The entire life cycle evaluation encompasses several stages, starting with the manufacturing of inputs to the combustion of fuel samples. This includes the extraction of oil from sunflower seeds, the production of biodiesel and bioethanol, as well as the generation of natural gas produced from pure biogas. These processes are regarded as captivating and pioneering topics within the field. The provided samples underwent combustion within a dual fuel engine. The findings indicate that the B5 fuel sample, when combined with a 3% bioethanol additive, demonstrates superior engine performance and reduced exhaust emissions. Furthermore, enhanced conditions were achieved in terms of engine performance and exhaust emissions when operating at the lowest rate of natural gas fractionation, which was 50%. The findings of a thorough life cycle evaluation, which examines the entire process from farm to combustion, indicate that the blend B5E7, consisting of 50% natural gas portion at maximum engine load, demonstrates both environmental friendliness and appropriate performance characteristics.Keywords: Life Cycle Assessment, Bioethanol, Biodiesel, Biogas, Diesel Engine}
-
This paper analyses the VCR (variable compression ratio) engine's performance, combustion, and emission output responses. The experimental results were modelled using the Grey Taguchi method (GTM) for input parameters of compression ratio, load, and fuel blends. The objective is to find the optimal combination of input parameters in the minimum number of experiments for minimum emission, better performance, and combustion parameters. The Taguchi’s L9 orthogonal array with GTM is used to get the optimum combination of input parameters. The Taguchi was used to analyze the S/N ratio of experimental data and the gray-based method for optimization of multi-objective to single-objective optimization by assigning the suitable weighting factor to each response. The S/N ratio analysis of grey relational grade (GRG) shows the fuel B10, CR 16, and load at 100% of the optimal input factor level. This optimal level is further confirmed by the TOPSIS method. The analysis of variance (ANOVA) for input to GRG shows the highest influencing factor is the load with a 52.82% contribution, followed by CR at 28.38%, and fuel at 10.52%. The confirmatory results show an improvement of 56.1%. The novelty of this experimentation was to study feasibility of existing engine for alternative fuel with slight modification. At above optimal conditions, this biodiesel can be used efficiently in an unmodified compression ignition engine.Keywords: Biodiesel, Characteristics, Optimization, GTM, TOPSIS}
-
موتورهای دیزل به عنوان اصلی ترین منابع تولید انرژی و مصرف سوخت دیزل به شمار می آیند. به کارگیری از سوخت بیودیزل به عنوان بخشی از سوخت مصرفی موتورهای دیزل می تواند تاثیر مثبتی در کاهش به کارگیری از منابع فسیلی و انتشار آلاینده ها داشته باشد. به کارگیری از سوخت بیودیزل در کنار مزایای آن، دارای معایبی نظیر افزایش انتشار اکسیدهای نیتروژن می باشد که به عنوان یک گاز سمی تلقی می شود. محققان بسیاری افزودنی های متفاوتی در راستای پوشش بخشی از معایب سوخت بیودیزل ارایه داده اند. در این مقاله دو نوع افزودنی اکسیژن دار شامل دی متیل کربنات و ان بوتانول به صورت تلفیقی با مقادیر کم در سوخت های B2 (2 درصد بیودیزل و 98 درصد دیزل) و B5 (5 درصد بیودیزل و 95 درصد دیزل) مخلوط شدند. به کارگیری مقادیر کم این افزودنی ها می تواند موجب کاهش هزینه تولید سوخت شود. بر اساس نتایج به دست آمده، نمونه سوخت های B2D10N10 و B2D10N0 توانستند توان ترمزی موتور دیزل را به ترتیب حدود 12 و 10 درصد نسبت به سوخت B2 افزایش دهند. از طرفی استفاده از نمونه سوخت های حاوی افزودنی های ترکیبی دی متیل کربنات و ان بوتانول در سوخت B2 به طور متوسط حدود 18 درصد مصرف سوخت ویژه ترمزی را نسبت به سوخت دیزل و حدود 32 درصد نسبت به سوخت B2 کاهش داد. استفاده از افزودنی های ترکیبی دی متیل کربنات و ان بوتانول میزان بازده حرارتی را به طور متوسط حدود 15 الی 30 درصد نسبت به سوخت های دیزل، B2 و B5 افزایش داد. افزودن دی متیل کربنات و ان بوتانول به صورت ترکیبی در مقادیر کم موجب کاهش انتشار مونوکسیدکربن به میزان قابل توجه شد. بالاترین میزان انتشار دی اکسیدکربن در سوخت های حاوی ترکیبات ترکیبی دی متیل کربنات، ان بوتانول و B5 اتفاق می افتد که حدود 10 الی 15 درصد بالاتر از نمونه شاهد بود. طی فرایند بهینه سازی، نمونه سوخت B2D30N20 به عنوان فرمولاسیون بهینه در تلفیق سوخت دیزل، بیودیزل، دی متیل کربنات و ان بوتانول انتخاب شد.کلید واژگان: بیودیزل, موتور دیزل, سوخت دیزل, دی متیل کربنات, ان-بوتانول}Diesel engines are considered the main sources of energy production and diesel fuel consumption. The use of biodiesel fuel as a part of diesel engines can have a positive effect on reducing the use of fossil resources and the emission of pollutants. Using biodiesel fuel, along with its advantages, has disadvantages such as increasing the emission of nitrogen oxides, which is considered a toxic gas. Many researchers have proposed different additives to cover some of the disadvantages of biodiesel fuel. In this article, two types of oxygen additives, including dimethyl carbonate and n-butanol, were combined with small amounts in B2 (2% biodiesel and 98% diesel) and B5 (5% biodiesel and 95% diesel) fuels. Using small amounts of these additives can reduce the cost of fuel production. Based on the obtained results, B2D10N10 and B2D10N0 fuel samples were able to increase the braking power of the diesel engine by about 12 and 10%, respectively, compared to B2 fuel. On the other hand, the use of fuel samples containing dimethyl carbonate and n-butanol additives in B2 fuel reduced the special brake fuel consumption by about 18% compared to diesel fuel and about 32% Diesel engines are considered the main sources of energy production and diesel fuel consumption. The use of biodiesel fuel as a part of diesel engines can have a positive effect on reducing the use of fossil resources and the emission of pollutants. Using biodiesel fuel, along with its advantages, has disadvantages such as increasing the emission of nitrogen oxides, which is considered a toxic gas. Many researchers have proposed different additives to cover some of the disadvantages of biodiesel fuel. In this article, two types of oxygen additives, including dimethyl carbonate and n-butanol, were combined with small amounts in B2 (2% biodiesel and 98% diesel) and B5 (5% biodiesel and 95% diesel) fuels. Using small amounts of these additives can reduce the cost of fuel production. Based on the obtained results, B2D10N10 and B2D10N0 fuel samples were able to increase the braking power of the diesel engine by about 12 and 10%, respectively, compared to B2 fuel. On the other hand, the use of fuel samples containing dimethyl carbonate and n-butanol additives in B2 fuel reduced the special brake fuel consumption by about 18% compared to diesel fuel and about 32% compared to B2 fuel. Using the combined additives of dimethyl carbonate and n-butanol increased the thermal efficiency by an average of 15-30% compared to diesel, B2, and B5 fuels. The addition of dimethyl carbonate and n-butanol in combination in small amounts significantly reduced carbon monoxide emissions. The highest amount of carbon dioxide emission occurs in fuels containing the combined compounds of dimethyl carbonate, n-butanol, and B5, which was about 10-15% higher than the control sample. During the optimization process, the B2D3N2 fuel sample was selected as the optimal formulation in combining diesel fuel, biodiesel, dimethyl carbonate, and n-butanol.Keywords: Biodiesel, Diesel engine, Diesel fuel, Dimethyl carbonate, n-butanol}
-
امروزه تولید سوخت های جایگزین برای سوخت های فسیلی از مباحث نوین و اساسی برای مقابله با آلودگی های محیط زیست به شمار می رود. بیودیزل نیز با همین رویکرد برای جایگزینی سوخت دیزل فسیلی به کار می رود. به طور کلی در این مقاله علمی ترویجی به بررسی چهار نسل تولید سوخت زیستی از منابع مختلف و مقایسه های اقتصادی تولید آنها پرداخته می شود. در این مطالعه مروری از گزارش های قبلی، ابتدا با توجه به رویکرد بومی سازی سوخت های جایگزین، به معرفی انواع ریزجلبک ها، نحوه تولید، تکثیر و کاربردهای آن ها در زمینه محیط زیست، تولید بیوگاز، بیواتانول و بیودیزل پرداخته می شود. سپس به طور اختصاصی، شیوه بهینه تولید بیودیزل از ریزجلبک ها مورد بررسی قرار می گیرد و در نهایت مقایسه ای بین بیودیزل تولیدی از ریزجلبک و سوخت دیزل فسیلی و استاندارد ASTM بیودیزل صورت گرفته است. نتایج مطالعات متعدد نشان داده است که به علت رشد سریع ریزجلبک ها و هزینه پایین کشت و تولید آن ها و بازدهی بالا می توان سالانه از هر هکتار کشت ریزجلبک حدود 5000 تا 15000 گالن بیودیزل تولید کرد که در مقایسه با دیگر منابع تولید بیودیزل جایگاه خوبی را به خود اختصاص می دهد.
کلید واژگان: محیط زیست, ریزجلبک, کاربرد ریزجلبک, بیودیزل, بیواتانول}Nowadays, the production of alternative fuels to fossil fuels is one of the most noticeable issues in dealing with environmental pollution. With the same approach, biodiesel is using to replace fossil diesel fuel. In general, this article examines four generations of biofuel production from different sources and economic comparisons of their production. In this review study of the previous reports, firstly, according to the approach of localizing alternative fuels, we discuss the introduction of microalgae's types, their reproduction process and environmental applications, production of biogas, bioethanol, and biodiesel. Afterward, in particular, the optimal method of producing biodiesel from microalgae is investigated, and eventually, a comparison has been made between biodiesel produced from microalgae and fossil diesel fuel and the ASTM standard of biodiesel. The results of numerous studies have demonstrated that due to the rapid growth of microalgae, high efficiency, and the low cost of their cultivation and production, it is possible to produce about 5000 to 15000 gallons of biodiesel from each hectare of microalgae cultivation; which makes the production of biodiesel from algae allocate a significant position compared to other sources of biodiesel production.
Keywords: Environment, Microalgae, Application of microalgae, Biodiesel, Bioethanol} -
Biodiesel has been considered as biodegradable, green, cleaner, alternative, renewable and eco-friendly energy source. It can supersede petrol-diesel and help to solve challenges accompanied with energy crisis, socio-economic, environmental pollution, climate change and global warming. Hybridization of vegetable oils to synthesize biodiesel while improving fuel quality has not been studied extensively. Thus, the aim of this study was hybridization of M. stenopetala and A. indica seed oil to synthesize biodiesel and thereby improving the fuel quality. Response Surface Methodology, Box-Behnken Design, was employed in experimental design and result analysis. Oil mixing composition, reaction time and catalyst dose were selected as factors of study with three levels: low (-1), medium (0) and high (+1). Other parameters, temperature, alcohol to oil molar ratio and mixing speed were kept constant. The oil hybrid compositions were: M75N25 (75%v/v M. stenopetala oil and 25%v/v A. indica oil), M50N50 (50%v/v M. stenopetala oil and 50%v/v A. indica oil) and M25N75 (25%v/v M. stenopetala oil and 75%v/v A. indica seed oil) with their corresponding biodiesel, BM75N25, BM50N50, BM25N75 respectively. The catalyst dose of: 1, 1.5 and 2 %w/v potassium hydroxide flake; and reaction time of 20 min, 40 min and 60 min were considered as variables of study. Fifteen experimental runs were conducted with three levels for each factor. Quadratic model was developed with statistical significance, P - value < 0.0001. Analysis of variance (ANOVA) and determination of coefficients were used to evaluate the model quality, where the main comparison was conducted at 5% Least Significant Difference.Keywords: Azadirachta indica, Biodiesel, hybridization, Moringa stenopetala, Transesterification}
-
Journal of Modern Processes in Manufacturing and Production, Volume:11 Issue: 1, Winter 2022, PP 83 -94Biodiesel is a bio-renewable fuel derived from vegetable oils and animal fats with less environmental pollution than fossil fuels. This research aims to design, fabricate, and evaluate a hydrodynamic reactor for biodiesel production. According to the fluid characteristic, the rotor and stator were designed and the electric engine was chosen. The cavities of the rotor were designed for optimal cavitation. The effect of reaction time and rotational speed were examined to assess the reactor. Speed rotor rotational speed of hydrodynamic cavitation reactors can intensify the transesterification reaction by increasing the occurrence of cavitation in the space between the rotor and the stator. Therefore, to investigate the effect of this variable on biodiesel production efficiency, three levels were selected (2000, 2500, and 3000 rpm). As the rotational speed of the hydrodynamic reactor increases, the cavitation operation increases, and as a result, the conversion percentage rises too. This experiment indicated that the rise of residence time from 30 s to 60 s increases methyl esters yield, but following the time up to 60 s, the methyl esters yield has no significant changes. The results showed that the biodiesel produced from waste oil in the hydrodynamic reactor could be a suitable alternative to diesel.Keywords: Hydrodynamic Reactor, Reactor Fabrication, Biodiesel, Cavitation}
-
در این مطالعه به بررسی آزمایشگاهی ترکیب حاصل از امولسیون های بیودیزل -دیزل، اتانول-دیزل و اتانول-بیودیزل-دیزل بر روی عملکرد و آلایندگی یک موتور دیزلی پاشش مستقیم پرداخته شده است. اتانول با خلوص بالا در سه سطح 2، 4 و6 درصد حجمی و بیودیزل تهیه شده از روغن پسماند آشپزخانه ای در چهار سطح 5، 10، 15 و20 درصد حجمی با سوخت دیزل مخلوط گردید و 11 نمونه سوخت تهیه شد که به صورت اختصاری با BxEy نمایش داده می شود. x و y به ترتیب نشان دهنده درصد حجمی بیودیزل و اتانول در مخلوط های آماده شده، می باشد. آزمایشات در حالت بار کامل و با تغییر سرعت از 800 تا 1800 و با گام 200 دور بر دقیقه انجام شد. نتایج نشان داد که دیزل خالص دارای کمترین میزان مصرف سوخت ویژه ترمزی در تمامی سرعت های مورد آزمایش در مقایسه با سایر نمونه های تهیه شده می باشد. استفاده از ترکیب سوخت B15E6 میزان انتشار آلاینده مونوکسید کربن را تا 40 درصد در مقایسه با دیزل خالص بهبود بخشید. همچنین استفاده از این ترکیب میزان انتشار گاز دی اکسید کربن و هیدروکربن نسوخته را به ترتیب 27 و 55 درصد نسبت به دیزل خالص کاهش داد.کلید واژگان: بیودیزل, اتانول, موتور دیزل, آلایندگی}In this study, the combination of biodiesel-diesel, ethanol-diesel, and ethanol-biodiesel-diesel emulsion blends on performance and emissions of a direct injection diesel engine was investigated. High purity ethanol in three levels of 2, 4 and, 6 by volume percent and biodiesel prepared from waste cooking oil in four levels of 5, 10, 15 and 20 by volume percent were mixed with pure diesel. Thus, 11 fuel samples were prepared which were shown with BxEy, that x and y represent the volume percent of biodiesel and ethanol in the prepared mixtures, respectively. The experiments were performed at full load with the change in engine speed from 800 to 1800 rpm, with the interval 200 rpm. The results showed that pure diesel has the lowest specific fuel consumption at all of the speeds compared to other prepared mixtures. Using of B15E6 blend, reduced the emission of carbon monoxide by 40% compared to pure diesel. This mixture also, reduced the emissions of carbon dioxide and hydrocarbon by 27 and 55% compared to pure diesel, respectively.Keywords: Biodiesel, Ethanol, Diesel engine, Emissios}
-
در این مطالعه، پارامترهای عملکردی یک موتور دیزل شامل توان، گشتاور و مصرف ویژه سوخت موتور با سوخت بیودیزل روغن ماهی تحت تاثیر نانوذرات نقره و نانولوله های کربنی مورد بررسی قرار گرفت. ابتدا سوخت بیودیزل از روغن ماهی با استفاده از واکنش تبادل استری (Transesterification) و با نسبت حجمی 20 درصد روغن ماهی و 80 درصد دیزل (B20) مخلوط تهیه شد. از نانو ذرات نقره (Ag) و نانو لوله های کربنی (CNT) با غلظت های 30، 60 و 90 ppm برای اختلاط با بیودیزل جهت بررسی تاثیر این نانو سوخت ها بر پارامترهای عملکردی موتور در چهار دور موتور 1800، 2100، 2400 و 2700 rpm در شرایط بار کامل استفاده شد. به کمک تحلیل آماری داده های آزمایش، اثر اصلی ترکیبات سوخت و دور موتور و اثرات متقابل آنها بر پارامترهای اندازه گیری شده (توان ترمزی، گشتاور و مصرف ویژه سوخت)، به روش دانکن بررسی شد. نتایج نشان داد که با استفاده از نانو سوخت ها و افزایش غلظت نانو ذرات در سوخت بیودیزل (B20) در تمامی دورهای موتور، توان و گشتاور افزایش و مصرف ویژه سوخت نسبت به بیودیزل خالص کاهش یافت. توان و گشتاور موتور، با استفاده از سوخت BD+CNT90 در دور موتور rpm2400 به ترتیب به میزان 17/ 29 و 08/17 درصد افزایش یافته و مصرف ویژه سوخت موتور با این سوخت در دور rpm 2700 تا 7 درصد کاهش یافت.کلید واژگان: نانوذرات, بیودیزل, عملکرد موتور, توان ترمزی, گشتاور, مصرف ویژه سوخت}In this study, operating parameters of a diesel engine including engine power, torque and specific fuel consumption, with the oil fish biofuel were investigated under the effect of nanoparticles of silver (Ag) and carbon nanotubes (CNT). Biodiesel was produced from fish oil using trans-esterification reaction. Then, the blend was prepared as volume ratio of %20 biodiesel and %80 diesel (B20). According to past research results, the blend of B20 was used due to its optimal parameters than the other blends. Nanoparticles of silver (Ag) and carbon nanotubes (CNT) with concentrations of 30, 60 and 90 ppm were applied for blending with biodiesel fuel to investigate the impact of Nano fuels on performance of the diesel engine under test. Mean comparison of mixed fuels and engine speed using Duncan was analyzed on their main effect and interactions of measured parameters (power, torque, specific fuel consumption). The experiments were carried out on a single-cylinder diesel engine at engine speed levels of 1800, 2100, 2400 and 2700 rpm, under full load conditions. The results showed that increasing concentrations of nanoparticles using Nano fuel and biodiesel fuel (B20) at all engine speeds, power and torque was increased and specific fuel consumption was decreased compared to biodiesel. Power and torque of the engine were increased with fuel of BD+CNT90 at 2400 rpm as %17.29 and %17.08, respectively.Keywords: Nanoparticles, Biodiesel, Engine performance, Brake power, Torque, Fuel specific consumption}
-
یکی از مشکلات عمده کشورهای جهان، تامین انرژی مورد نیاز است. بیودیزل یکی از سوخت های جایگزین و منابع انرژی تجدیدپذیر می باشد. در غالب کشورها استفاده از بیودیزل B5در ترکیب سوخت دیزل مرسوم است و اغلب آنها برای بکارگیری ترکیب بیودیزل B20 برنامه ریزی کرده اند. استفاده از گاز طبیعی در موتور دیزلی و بررسی امکان بکارگیری آن در درصدهای بالا یک راهکار نوین دیگر هست، که می تواند وابستگی به سوخت دیزل را کمتر کند. در این راستا در این مطالعه، بیودیزل با فرآیند ترانس استریفیکاسیون از روغن پسماند تولید شد و در دو سطح 5 و %20 در سوخت دیزل ترکیب گردید. سپس از گاز طبیعی در سه سطح 60، 70 و %80 (G/T%) در موتور دیزل استفاده شد. آزمایشات موتور در بار کامل و در دور rpm1500 انجام گرفت. به طور کلی نتایج این آزمایش نشان داد که برای شرایطی که از بیودیزل B20در ترکیب سوخت دیزل و از سوخت گازی نیز در مقدار %80 در موتور دیزل استفاده می شود، به دلیل کاهش در اغلب آلاینده های انتشاری موتور، افزایش بازدهی انرژی و کاهش هزینه اقتصادی، شرایط مناسبی فراهم می گردد؛ به طوری که تحت این شرایط در مقایسه با موتور دیزل معمولی، توان ترمزی و بازده انرژی به ترتیب 8.86 و %29.06 افزایش می یابد، همچنین مصرف سوخت ویژه ترمزی، CO و CO2 نیز به ترتیب 26.5، 57.58 و %4.54 کاهش پیدا می کند، هرچند مقدار NOx اندکی افزایش می یابد، ولی هزینه اقتصادی در مقایسه با دیزل % $/kwh26.47 کمتر می شود و لذا از این جهت نتایج ارزشمندی را درپی دارد.
کلید واژگان: بیودیزل, گاز طبیعی, موتور دیزل, انتشار گازهای گلخانه ای و عملکرد اقتصادی}One of the major problems in the world is the supply of energy. Biodiesel is one of the alternative fuels and renewable energy sources. The use of B5 biodiesel in diesel fuel mixtures is common and most countries have planned to use B20 biodiesel. The use of natural gas in diesel engines and the study of the possibility of using it in high quantities is another new solution, which can reduce dependence on diesel fuel. In this study, biodiesel was produced from waste oil by transesterification process and used in two levels of 5 and 20% in diesel composition. Then natural gas was used in three levels of 60, 70, and 80% (% G / T) in the diesel engine. Engine tests were performed at full-load at 1500 rpm. In general, the test results showed that in conditions where biodiesel B20 was used in the composition of diesel fuel and gaseous fuel was used in the amount of 80% in a diesel engine, suitable conditions in terms of reducing emissions, increasing energy efficiency, and reducing economic costs were obtained; Under these conditions, compared to a conventional diesel engine, brake power, and energy efficiency increased by 8.86 and 29.06%, respectively. Also, brake specific fuel consumption, CO and CO2 were reduced by 26.5, 57.58, and 4.54%, respectively. Although the amount of NOx increased slightly, but, decreased the economic cost compared to diesel 26.47% $/kwh, so the results were valuable.
Keywords: Biodiesel, Natural Gas, Diesel engine, Emissions of greenhouse gases, and economic performance} -
در این پژوهش به بررسی رفتار پاشش سوخت دیزل و بیودیزل در یک محفظه احتراق استوانه ای حجم ثابت برای سوراخ نازل دارای شیار به منظور بهبود خواص فواره سوخت و عملکرد موتور دیزل با کمک دینامیک سیالات محاسباتی پرداخته شده است. بدین منظور خصوصیات ماکروسکوپیک و میکروسکوپیک فواره سوخت دیزل و بیودیزلبرای هندسه سوراخ نازل ایجادشده به صورت عددی و به کمک نرم افزارهایای وی ال فایر و متلب مدل سازی و مورد تحلیل قرار گرفته است. ابتدا جریان سوخت مایع درون افشانه دارای سوراخ نازل استوانه ای و مخروطی همگرا مدل سازی شده و در ادامهاز سوخت دیزل و بیودیزل در سوراخ نازل دارای شیار استفاده شده است. نتایج عددی حاصل نشان می دهند که در این حالت بیودیزل دارای طول نفوذ کمتر و قطر ذرات و زاویه مخروطی فواره بیشتری می-باشد. بنابراین خصوصیات ماکروسکوپیک و میکروسکوپیک فواره سوخت های مختلفباایجاد شیار می توانند بهبود یافته و کنترل شوند. نتایج عددی و داده های تجربی در تحقیقات پیشین اعتبارسنجی شده اند.
کلید واژگان: سوراخ نازل انژکتور, شیار, دیزل, بیودیزل, فواره}In this study, the spray behavior of diesel and biodiesel fuel in a cylinderical fixed volume combustion chamber for a grooved nozzle hole has been investigated using CFD in order to improving the fuel spray characteristics and diesel engine performance. To this end, microscopic and macroscopic diesel and the biodiesel fuel spray characteristics are modeled and investigated using AVL- Fire and Matlab soft ware. Firstly, the liquid fuel flow inside the injector with cylindrical and converged conical nozzle holes have been modeled and then in the following diesel and biodiesel fuels have been used in the grooved nozzle hole. Numerical results show that in this case, the biodiesel spray has smaller penetration length and bigger cone angle and SMD. Thus spray macroscopic and microscopic characteristics can be improved and controlled for different fuels by creating the grooves inside the nozzle hole.Numerical results and experimental data was validated in previous researches.
Keywords: Injector nozzle hole, Groove, Diesel, Biodiesel, Spray} -
کاهش منابع انرژی های فسیلی همراه با تشدید قوانین زیست محیطی برای کنترل آلاینده های خروجی از موتور، استفاده از سوخت های پاک تر و تجدیدپذیر را اجتناب ناپذیر کرده است. از این رو، استفاده از سوخت بیودیزل هم به عنوان راه کاری برای حفظ منابع انرژی و هم کاهنده آلاینده ها اهمیت بسیاری در موتورها پیدا کرده است. از طرفی، سوخت بیودیزل باعث افزایش آلاینده ناکس (NOx) در موتورها می شود که استفاده از افزودنی آب برای کاهش دمای احتراق را ناگزیر می کند. برای جبران اثر منفی استفاده از آب کاهش کیفیت احتراق و در نتیجه کاهش راندمان حرارتی و اگزرژی، استفاده از افزودنی نانوذرات فلزی می تواند راه حل قابل اطمینانی باشد. در این مطالعه، اثر افزودن غلظت های مختلف نانوذرات بر بهبود راندمان قانون اول و دوم و نیز مصرف سوخت یک موتور تک سیلندر که با ترکیب های مختلف سوخت با فرمول BXWYNZ (سوخت دیزل با X% جرمی بیودیزل، Y% جرمی آب و Zبخش در میلیون نانوذره) کار می کند، مورد بررسی تجربی قرار گرفته است. نتایج این بررسی نشان می دهد که افزودن 60بخش در میلیون نانوذره به ترکیب B0W5 باعث بهبود حدود 3% در بازده قانون اول و 2/5% در بازده قانون دوم، نسبت به سوخت دیزل خالص خواهد شد. این مقادیر برای افزودن 90بخش در میلیون نانوذره به ترتیب حدود 4 و 3/8% و برای 120بخش در میلیون نانوذره به ترتیب 5 و 4/7% هستند. به علاوه، براساس نتایج تجربی به دست آمده، ترکیب B15W5N120 دارای 7/5% بازده قانون اول بالاتر و 7% بازده قانون دوم بالاتر نسبت به سوخت دیزل خالص است.
کلید واژگان: بازده قانون اول و دوم, اگزرژی, مصرف سوخت, بیودیزل, نانوذره}Reducing fossil fuel sources together with tighter environmental laws to control the engine exhaust emissions makes the use of cleaner and renewable fuels inevitable. Therefore, the use of biodiesel fuel as a strategy to conserve energy and reduce emissions is becoming increasingly important in engines. On the other hand, biodiesel fuels increase NOx emissions in the engines, which necessitate the use of water additives to reduce the combustion temperature. To compensate for the negative effect of water addition by reducing combustion quality and thus reducing thermal and exergy efficiency, the use of metal-based nano-particles additive can be a reliable solution. In this study, the effect of adding different concentrations of nano-particles on improving efficiency of the first and second laws as well as fuel consumption of a single-cylinder engine with different fuel combinations with BXWYNZ formula (diesel fuel with X% biodiesel mass, Y% water mass%, and Zppm nano-particles), has been studied experimentally. The results of this study show that adding 60ppm nano-particles to B0W5 will improve about 3% efficiency in the first law and 2.5% efficiency in the second law compared to pure diesel fuel. These values were about 4 and 3.8% for 90ppm nano-particles, and 5 and 4.7% for 120ppm nano-particles, respectively. In addition, based on the experimental results, the B15W5N120 has 7.5% higher first-law efficiency and 7% higher second-law efficiency than pure diesel fuel.
Keywords: First, Second Law Efficiency, Exergy, Fuel Consumption, Biodiesel, Nano-Particle} -
هدف از این پژوهش تثبیت نانوذرات K2O بر خاک رس بنتونیت و ارزیابی و مقایسه عملکرد آن با نانوذرات K2O خالص برای بررسی نقش پایه معدنی در تولید سوخت سبز بیودیزل است. بدین منظور، نانوکاتالیزور هتروژنی K2O/Bentonite با بارگذاری 30% وزنی هیدروکسید پتاسیم بر پایه بنتونیت با استفاده از روش امواج فراصوت شیمیایی تهیه و در واکنش تبادل استری روغن آفتاب گردان استفاده شد و نتیجه آن با کاتالیزور هموژن KOH و نانوذرات K2O خالص به ترتیب برای ارزیابی عملکرد و بررسی اثر تثبیت مقایسه شد. خصوصیات فیزیکی و شیمیایی نانوکاتالیزور کامپوزیتی تهیه شده با استفاده از آزمون هایXRD ، FESEM،EDX ، BET و FTIR مورد بررسی قرار گرفت. نتایج حاصل از آزمون های خصوصیت سنجی حاکی از تهیه موفقیت آمیز نمونه K2O/Bentonite و خواص سطحی و ساختاری مناسب این نمونه به منظور به کارگیری در فرایند تبادل استری روغن است. آزمون XRD تشکیل فاز کریستالی K2O در نمونه تهیه شده را تایید کرد. تصاویر FESEM پوشیده شدن سطح بنتونیت از وجود نانوذرات کوچک K2O با توزیع اندازه و پراکندگی یکنواخت را نشان داد. نتایج آزمون EDX موید حضور تمامی عناصر مورد استفاده و عدم وجود هر گونه ناخالصی در ساختار کاتالیزور بود. آزمون BET نشان داد که نانوکامپوزیت تهیه شده دارای سطح ویژه مناسبی است. نتایج عملکرد راکتوری نمونه ها در شرایط نسبت مولی متانول به روغن 12:1، مقدار کاتالیزور wt.% 3، دمای واکنش °C65 و زمان انجام واکنش h 3 بیانگر کارایی قابل قبول نانوکامپوزیت تهیه شده با بازده تولید 95/17% در مقایسه با نمونه های K2O خالص و KOH به ترتیب با بازده های تولید 80/57% و 76/62% بود. کارایی بهتر را می توان به خواص سطحی و ساختاری بهبودیافته در نتیجه تثبیت ذرات فعال با به گارگیری انرژی فراصوت چون حفرات بزرگ، سطح ویژه نسبتا بالا، شکل ظاهری یکنواخت، توزیع همگن ذرات پتاسیم، برهمکنش قوی ذرات پتاسیم با لایه های بنتونیت و نیز تشکیل گروه های Al-O-H نسبت داد. همچنین، ویژگی های بیودیزل تولیدشده، مانند چگالی، گرانروی، نقطه ابری شدن، نقطه ریزش، عدد اسیدی و عدد ستان اندازه گیری، با استانداردها مقایسه شدند.
کلید واژگان: K2O, Bentonite, روش امواج فراصوت شیمیایی, روغن آفتاب گردان, بیودیزل}The aims of this study were to immobilize K2O nanoparticles over bentonite clay; and evaluate and compare its performance with that of bare K2O nanoparticles in order to study the role of mineral support in the biodiesel production. For this purpose, a heterogeneous K2O/Bentonite nanocatalyst was sonochemichally prepared by loading 30 wt.% potassium hydroxide over bentonite and used in the transesterification reaction of sunflower oil. The obtained result was compared with homogeneous KOH catalyst and bare K2O. The physico-chemical properties of synthesized composite were investigated using XRD, FESEM, EDX, BET and FTIR analyzes. The results of the characterization analysis indicate the successful synthesis of the synthesized sample and suitable surface and structural properties of this sample for use in the transesterification process. XRD analysis confirmed the formation of the crystalline phase of K2O in the synthesized sample. FESEM images showed that the surface of bentonite has been covered by small K2O nanoparticles with uniform size distribution and dispersion. The results of EDX analysis confirmed the presence of all the elements used and there was no impurity in the catalyst structure. The catalytic results of the samples in operating conditions of methanol to oil molar ratio of 12:1, catalyst amount of 3 wt.%, reaction temperature of 65 C and reaction time of 3 h indicate acceptable efficiency of synthesized nanocomposite with production yield of 95.17% compared with K2O and KOH samples which had 80.57% and 76.62% production efficiencies, respectively. Also, biodiesel properties, were measured and compared to standards.
Keywords: K2O, Bentonite, Sonochemistry Procedure, sunflower oil, Biodiesel} -
بیودیزل یکی از انرژی های پاک و تجدیدپذیر است که می تواند جایگزین مناسبی برای سوخت های فسیلی باشد و بدون تغییردادن موتورهای دیزلی جایگزین دیزل های نفتی شود. این پژوهش دارای دو بخش بوده که در بخش اول به مقایسه نتایج افزودنی نانوذرات آلومینا، نانوذرات سیلیکا و ترکیب نانوکامپوزیت آلومینا-سیلیکا به سوخت بیودیزل بر پارامترهای عملکردی و انتشار آلاینده های خروجی پرداخته شد. در بخش دوم، کارایی شبکه عصبی در پیش بینی پارامترهای تاثیرگذار بر عملکرد و گازهای خروجی بررسی شده است. ابتدا، با افزوده شدن B5به سوخت دیزل، کاهش در میزان آلاینده CO، کاهش مصرف ویژه سوخت و افزایش در گشتاور و توان ترمزی رخ داد. در گام بعدی، نانوذرات آلومینا و سیلیکا به طور جداگانه در نسبت های مختلف 30، 60، 90 و ppm 120 به سوخت دیزل-بیودیزل افزوده شد. نتایج نشان داد که نانوذرات سیلیکا نسبت به نانوذرات آلومینا باعث بهبودی بیشتر در عملکرد موتور دیزلی و کاهش آلاینده ها شده که در نسبت ppm90، افزایش 21/6% در توان ترمزی حاصل شد. گشتاور هیچ تغییری نکرد و کاهش 8/1% در CO2، کاهش 56/16% در CO، کاهش 3/05% در مصرف سوخت و افزایش بسیار جزیی 0/57% و 0/6% در NOX و NO صورت گرفت. سپس، نمونه های کامپوزیت شده با نسبت های مختلف به سوخت دیزل-بیودیزل افزوده شدند. از بین نانوکامپوزیت ها، ترکیب B5Al60Si60 دارای بیشینه توان و گشتاور بود و منجربه افزایش 1/44% در گشتاور و افزایش 1/64% در توان ترمزی نسبت به سوخت دیزل شد و نیز به ترتیب منجربه کاهش 39/21%، 10/9%، 6/9% و 6/85% در CO، CO2، NO و NOX شد. شبکه عصبی مصنوعی پرسپترون چندلایه با یک و دولایه پنهان و دو نوع تابع فعال سازی سیگموییدی و تانژانت هیپربولیک برای تحلیل نتایج استفاده شد. مقادیر MSE و R به ترتیب برای توان ترمزی 21/10 و 0/9905، برای CO 1498/75 و 0/9910، برای CO2 0/0009و 0/9940، برای NO 3/94و 0/9965، برای NOx 4/39 و 0/9919 و برای گشتاور 0/00079919و0/9905بوده است. در مجموع، شبکه با تابع فعال سازی سیگموییدی و دو لایه پنهان بهترین شبکه بوده است.
کلید واژگان: انرژی تجدید پذیر, بیودیزل, شبکه عصبی, پرسپترون چندلایه}Initially, adding B5 to diesel fuel was led to reduce CO emissions and fuel consumption and increase torque and brake power. In the next step, alumina and silica nanoparticles were added separately to the diesel-biodiesel fuel at 30, 60, 90 and 120 ppm. The results showed that SiO2, compared to Al2O3, improved the performance and reduced emissions which resulted in 21.6% increase in brake power at 90 ppm, 8.1% decrease in CO2, 56.16% decrease in CO, 3.05% decrease in fuel consumption and a very slight increase of 0.57% and 0.6% in NOX and NO, respectively. Then SiO2_Al2O3 composite samples with different ratios were added to diesel-biodiesel fuel. Among the nanocomposites, B5Al60Si60 had the highest power and torque, resulting in a 1.44% increase in torque and a 1.64% increase in brake power compared to diesel fuel and a reduction of 39.21%, 9.9%, 10, 6.9% and 6.85% in CO, CO2, NO and NOX, respectively. A multilayered neural network with one and two hidden layers and two types of sigmoid activation and hyperbolic tangent were used to analyze the results. The MSE and R values for brake power, CO, CO2, NO, NOX and torque were 21.10 and 0.9905, 1414/75 and 0.9910, 0.0009 and 0.9940, 3.94 and 0.9965, 0.00079919, and 0.9905 respectively. In total, the best network is that with the sigmoid activation function and the hidden layer.
Keywords: Biodiesel, Neural Network, Multilayer Perceptron, Renewable Energy} -
هدف اصلی این تحقیق بررسی تاثیر مخلوط های JP-4- بیودیزل- دیزل و شرایط کارکردی موتور (سرعت و بار اعمالی) بر روی مشخصه های آلایندگی یک موتور دیزل می باشد. آزمایش های تجربی بر روی یک موتور چهار سیلندر پاشش مستقیم انجام شد. در این تحقیق روشMixture-RSM جهت توسعه مدل های ریاضی بر مبنای داده های تجربی به کار داده شد. نتایج تحقیق نشان داد که مدل های برازش شده قابلیت پیش بینی مشخصه های آلایندگی موتور را دارند. نتایج نشان داد که با افزایش مقدار بیودیزل در مخلوط سوخت مقدار انتشار آلاینده هایHC وCO به علت وجود مولکول های اکسیژن در ساختار بیودیزل که سبب احتراق بهتر و کامل تر می شوند، کاهش می یابد. بر اساس نتایج تحقیق، با افزایش مقدار سوخت JP-4 در مخلوط سوخت مقدار انتشار آلاینده هایHC وCO به علت عدد ستان کمتر و فرصت کمتر احتراق این سوخت در مقایسه با دیزل و بیودیزل به شدت افزایش می یابد. همچنین نتایج مشخص کرد که تولید آلاینده NOx به شدت وابسته به مقدار بیودیزل در مخلوط سوخت می باشد که علت آن تراکم ناپذیری کمتر و عدد ستان بیشتر سوخت بیودیزل است. از طرف دیگر نتایج نشان داد که با افزایش مقدار سوخت JP-4 در مخلوط سوخت، انتشار آلاینده NOxبه علت تاخیر در احتراق بیشتر این سوخت که سبب کاهش دمای احتراق می شود، کاهش می یابد. بر اساس نتایج بدست آمده، انتشار آلاینده های HC وCO در بارهای بالاتر موتور به علت شرایط بهتر احتراق کاهش می یابد. هر چند مقدار انتشار آلاینده NOxدر بارهای اعمالی بالا به موتور به علت دمای زیاد گاز احتراق شدت می گیرد. به طور کلی نتایج نشان داد که افزودن سوختJP-4 سبب کاهش آلاینده NOx می شود؛ در حالی که تاثیر مثبتی بر دیگر مشخصه های آلایندگی موتور ندارد.
کلید واژگان: JP-4, بیودیزل, آلایندگی, سطح پاسخ ترکیبی, موتور دیزل}The main objective of this research is to study the effects of JP-4-biodiesel-diesel fuel blends and operating parameters on the emission characteristics of a CI engine. The experimental tests were performed on a four-cylinder DI diesel engine. The Mixture-RSM method was used to develop mathematical models based on experimental data. The results showed that with the increase of the biodiesel proportion in the fuel blend, the emission of hydrocarbon and carbon monoxide in the exhaust decreases due to oxygen contents in the molecular structure of biodiesel that leads to effective combustion. According to the results, HC and CO emissions boosted up significantly with the use of jet fuel JP-4 in fuel mixture due to the lower cetane index of jet fuel in comparison with diesel and biodiesel. Results also indicated that the NOx formation is highly related to biodiesel proportion in fuel mixture due to less compressibility and its higher cetane number. On the other hand, the results indicated that NOx emissions reduced by using JP-4 as a result of retarded combustion of jet fuel that reduces combustion temperature. According to the results, CO and HC emission decreased at higher engine loads due to a more complete combustion condition. However, the NOx emission continuously intensifies at the higher levels of engine load due to the arising temperature of combustion gas. Generally, the results indicated that the use of JP4 fuel can improve NOx emissions of the engine but it does not have a desirable effect on other emission characteristics of the engine.
Keywords: JP-4, Biodiesel, Emission, Mixture-RSM, Engine} -
گرمایش کره زمین و تغییرات آب و هوایی، محرکی قوی برای جایگزینی سوخت های متداول فسیلی با سوخت های جایگزین بی کرین است. به منظور تطابق با الزامات قوانین آلایندگی، محققین ترکیب سوخت های جایگزین تجدید پذیر نظیر دیزل زیستی با آب را بررسی کرده اند. مشخصه های فیزیکی سوخت از مهمترین مشخصه ها برای تعیین کیفیت هر سوخت قبل از آزمایش در موتور است. نوشتار حاضر به بررسی ویژگی های مخلوط دیزل زیستی(B20) با درصدهای مختلف آب، می پردازد. در این تحقیق درصد آب از 5% تا 30% تغییر کرده و گرانروی سینماتیک، چگالی و ارزش حرارتی سوخت مورد بررسی قرار می گیرد. نتایج نمونه های آزمون با نتایج سوخت دیزل و ترکیب 20% روغن پالم با دیزل مقایسه شده است. نتایج تجربی نشان می دهد که با افزایش نسبت آب در محلول دیزل- دیزل زیستی، قطرات پخش شده آب در محلول بزرگتر می شوند. با افزایش مقدار آب در محلول، دوره پایداری سوخت کمتر می شود. کمترین زمان پایداری برای محلول سوخت حاصل از ترکیب با 20٪ و 30٪ آب، 2 روز است. گرانروی سینماتیکی و چگالی محلول دیزل زیستی بیشتر از دیزل زیستی خالص بود. ارزش حرارتی محلول با 5% آب قابل مقایسه با سوخت دیزل و دیزل زیستی بود و میزان کاهش ارزش حرارتی بسیار جزیی بود.
کلید واژگان: امولسیون آب, سوخت جایگزین, بیودیزل, روغن پالم, خواص سوخت}Under the crisis of global warming and drastic climate changing, carbon-neutral renewable energy is considerably proposed as a feasible clean alternative energy to fractionally replace fossilized fuel. To cop up with ever stringent emission regulations, researchers have investigated different types of renewable fuels like biodiesel and water emulsion. The fuel physical characteristics are among the most important parameter to determine the quality of each fuel before it being tested in the engine. This study aims to evaluate the stability period and mean droplet size of the particles and to characterize the physicochemical properties of emulsified biodiesel blend B20 in terms of kinematic viscosity, density and calorific value with different percentage of water; 5%, 10%, 20%, and 30%. The tested fuel samples were compared with diesel fuel and blended palm biodiesel (B20). The experimental results show that when the proportion of water was increased in diesel-biodiesel blends, the dispersed water droplets become larger. The stability period in terms of days for emulsion fuels becomes lower when the amount of water was increased to the blends. The least stability period for emulsion obtained by emulsion with 20% and 30% water content which is 2 days. The kinematic viscosity and density of biodiesel emulsions were larger than those of the neat biodiesel. The calorific value for emulsion with 5% water content is comparable to blended fuel and conventional diesel even though there was a slight reduction
Keywords: Water emulsion, Alternative fuel, Biodiesel, Palm oil, Fuel properties} -
International Journal of Advanced Design and Manufacturing Technology, Volume:12 Issue: 3, Sep 2019, PP 19 -24The addition of nanoparticles to lubricant is effective for the reduction of wear and friction in the mechanical system. In this research, the effects of additions of copper oxide nanoparticle nanoparticles on lubrication behavior of biodiesel-diesel fuel blends were investigated by using a four-ball tester. Three fuel blends with the addition of 0, 25, 50 and 75 ppm nanoparticle were tested in steady-state conditions at four different rotational speed of 600, 1200 and 1500 rev/min. the results showed that the friction coefficient decreases with the increase in nanoparticles up to 50 ppm because of filling the friction surface with the nanoparticles and replacement of sliding friction with the rolling effect in the contact zone. On the other hand, the FC was enhanced significantly with 75 ppm nanoparticle addition in fuel blends B10 and B20. However, the results showed that the lubrication of fuel blend B50 with the 75 ppm nanoparticle is better than that of other fuel blends in the same situation. Moreover, it was found that with an increase in biodiesel concentration the friction coefficient was reduced due to free fatty acids, monoglycerides, and diglycerides as the components of biodiesel.Keywords: Biodiesel, Four-ball Tester, Friction, Nanoparticle}
-
با تغییر شرایط تولید بیودیزل ویژگی های این سوخت نظیر ارزش حرارتی تغییر می کند، اما ارزیابی هریک از خصوصیات بیودیزل با روش های معمول پرهزینه و وقت گیر است. هدف از این پژوهش ارزیابی یک سامانه نوین به منظور تشخیص ارزش حرارتی بیودیزل به کمک حسگر برخط دی الکتریک در کمترین زمان و بیشترین دقت است. بیودیزل ترانس استریفیکاسیون روغن پالم به کمک گرمای اتلافی کلکتور خورشیدی سهموی-خطی تولید برق به علت تغییرات شرایط آب وهوایی در دماهای متفاوتی سنتز شد. علی رغم نصب سیستم کنترل دما برای سامانه هیبریدی کلکتور خورشیدی-بیودیزل، به علت نوسانات دمای محیط و افت دما، حتی تا زیر دمای تنظیم شده کنترلی امکان تثبیت دما وجود نداشت. به منظور بررسی ارزش حرارتی، ابتدا، چند نمونه بیودیزل در شرایط مختلف آب وهوایی توسط سامانه هیبریدی مذکور، به عنوان یکی از سیستم های انرژی تجدیدپذیر، با هدف کاهش هزینه تولید و همچنین بررسی تغییرات بازده تولید شد. پس از آن، ارزش حرارتی نمونه ها محاسبه شد و سپس، نمونه ها طی سه مرحله مورد آزمون حسگر برخط دی الکتریک قرار گرفت. پس از تحلیل داده ها، برای اعتبارسنجی تحلیل توسط تکنیک درخت تصمیم از سه نوع الگوریتم استفاده شد. با توجه به نتایج، روش درخت تصمیم و رگرسیون دارای بالاترین دقت (99 درصد) در مقایسه با سایر روش ها بود. البته، با توجه به دقت روش ها که به هم نزدیک اند، تمامی تکنیک های انتخاب شده پتانسیل خوبی برای ارزیابی ویژگی های سوخت بیودیزل داشتند. نتایج حاکی از آن است که حسگر ساخته شده توانسته است ارزش حرارتی سوخت تولیدی را با دقت خوبی محاسبه کند.
کلید واژگان: بیودیزل, ارزش حرارتی, کلکتورخورشیدی, انرژی های تجدیدپذیر, دی الکتریک}The properties of the biodiesel will be changed by changing the reaction parameters of biodiesel production from vegetable oils that heating value is one of important of them. The aim of this study isto evaluatea new system in order to detect changes inthe properties of biodiesel, such as heating value by dielectric spectroscopy with the capacitive sensor. Transesterified palm-based biofuels weresynthesized in different weatherconditions using the heat loss of a linear parabolic trough solar collector power. At first, a sample of biodiesel was produced with optimized parameters as the basis of evaluation. Then, five samplesof biodiesel with the same optimized parameters but with different temperatures were producedby the solar collector as one of the renewable energy systems. After that, the samples were placed in the device and information obtained by dielectric spectroscopy was transferred to software. In order to validate the analysis, some algorithms fromthe decisiontree technique were used. According to the results, the Classificationand Regression Tree (CART) algorithm had the highest accuracy (99%) in comparison with others. According to the accuracy of algorithms, it was deducedthat the chosen techniques had good potential to determine biodiesel fuel properties
Keywords: Biodiesel, Heating value, Solar collector, Renewable energies, Dielectric}
- نتایج بر اساس تاریخ انتشار مرتب شدهاند.
- کلیدواژه مورد نظر شما تنها در فیلد کلیدواژگان مقالات جستجو شدهاست. به منظور حذف نتایج غیر مرتبط، جستجو تنها در مقالات مجلاتی انجام شده که با مجله ماخذ هم موضوع هستند.
- در صورتی که میخواهید جستجو را در همه موضوعات و با شرایط دیگر تکرار کنید به صفحه جستجوی پیشرفته مجلات مراجعه کنید.
©2000-2024 magiran.com All Rights Reserved.